فرامواد نرم افزار مایکروفر (مایکروویو) سنجش

فرامواد نرم افزار مایکروفر (مایکروویو) سنجش

مارگاریتا Puentes، مارتین Schuh¨ßler، آندریاس Benirschke، مسیحی دام و رولف Jakoby ارتباطات بی سیم / مهندسی مایکروفر (مایکروویو)، فنی دارمشتات، مرک خ. 25، 64283 دارمشتات، آلمان. ایمیل: puentes@mwt.tu-darmstadt.de

چکیده فرامواد فی اجتماعی ساختارهای ARTI که برخی از خواص منحصر به فرد مناسب برای طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی سنجش هستند. بر اساس این ساختار ما را توسعه داده اند انواع مختلف سنسور، با استفاده از (CRLH) خطوط در ترکیب راست / چپ دست فراماده انتقال (TL). توده استوانه جریان سنسور و دو نوع سنسور مسطح برای تشخیص موقعیت ارائه شده است. این منطقه از استفاده از این نمونه های اولیه فرآیندهای صنعتی، که در آن سنجش و کنترل تمام وظایف درگیر در یک سیستم برای عملکرد موفق بسیار مهم است. همه نمونه های اولیه سنسور تجزیه و تحلیل و آزمایش شده در تنظیم اندازه گیری اختصاص داده شده به اثبات مفاهیم.

مقدمه

فرامواد به طور گسترده ای در سال های اخیر برای طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی بررسی شده است. برای برنامه های کاربردی سنجش از آنها را به استفاده از مقیاس پذیری در اندازه و فرکانس، و اجرای منسجم خود را می توانید تا حد زیادی متفاوت است، به عنوان مثال، از مسطح تا سازه های استوانه ای بدون از دست دادن هر یک از خواص آنها. علاوه بر این، FL گسسته انعطاف می تواند تعامل بیشتر بین حوزهی امواج با ماده دی الکتریک در مجاورت موجبر که منجر به حساسیت بیشتر ارائه دهد. این را قادر می سازد اندازه گیری غیر تهاجمی از لایه های زیر سطحی توسط نفوذ عمیق تر میدانی با حساسیت کافی صوف فی که باعث می شود این روش بسیار جذاب برای برنامه های کاربردی که در آن مواد مورد نظر را در آزمون (MUT) است در تماس مستقیم با حسگر نیست اما در یک فی فاصله NED د از حساسیت واقع منطقه و یا وقتی که MUT در مواد دیگر که دارای ضخامت قابل توجه غوطه ور است. چند سازه ها بر اساس CRLH- TL ارائه شده است. اول، یک توده استوانه جریان برای تشخیص غلظت مواد و سرعت در خط لوله کاربردهای صنعتی سنسور نشان داده شده است. دوم، یک سنسور مسطح با دو روش برای محاسبه خازن های توزیع فضایی طرفدار فی لو ارائه شده است. روش ها در حوزه زمان RE FL ectometry و نظریه اختلال multiresonant است. در نهایت، یک سنسور همسطح با روش سنتز شبکه نیز برای تشخیص موقعیت مورد بحث است. مالحظات نظری در دوم ارائه شده است. سنسور جریان توده استوانه ای است در بخش سوم و سرانجام موقعیت سنسورها در بخش چهارم ارائه بحث شده است.

II. نظریه

فرامواد یک کلاس جدید از ساختارهای تناوبی است که می تواند در خواص ماده همگن به عنوان زمانی که دوره تناوب خود را به خوبی در زیر طول موج مشاهده است نشان می دهد. شکل 1 نشان می مدارهای سلول واحد معادل

شکل. 1. واحد پیکربندی باهم سلول Fi است. الف) RH-خط، ب) LH-خط، ج) CRLH خط [1].

چپ دست (LH) راست دست (ره) و کامپوزیت چپ / راست دست (CRLH) سلول واحد. میزان رطوبت نسبی خط نشان دهنده هر موجبر دو هادی های معمول مانند خطوط کواکسیال و یا مایکرواستریپ. خط LH به عنوان معکوس از خط RH فی ARTI خواص پراکندگی اجتماعی در طبیعت یافت نمی دهد. اما در زندگی واقعی، همیشه وجود دارد ترکیبی از هر دو مورد، منجر به خط CRLH به دلیل کمک های انگلی RH جلوگیری از تحقق یک خط LH خالص است. با این حال، خط LH می تواند به عنوان یک تقریب ساده برای یک خط CRLH تحت [1] برخی از شرایط معتبر است. یکی از مزایای عمومی فرامواد درجه بزرگ خود را از آزادی در طراحی سازه ها خط انتقال با استفاده از عناصر گسسته هستند. در مورد برنامه های کاربردی سنسور، ساختارهای مادی فرا می توانید فشردگی و حساسیت بالا به عنوان خواهد شد در زیر مورد بحث قرار دهد. 1) تراکم: با توجه به خواص پراکندگی آنها بازنمایی شده توسط β ثابت فاز خود تباط قرار، یک خط LH می تواند در یک محدوده فرکانس خاص جمع و جور تر از معادل RH خود را به دلیل βLH> β RH [2]. همانطور که به خوبی، طول الکتریکی برابر برای فرکانس های پایین تر برای خط LH را نسبت به خط RH دست آمده است. از آنجا که تغییر فاز می Δφ = Δβ · L از یک سنسور خط انتقال به طور کلی متناسب است β طول برقی قرار ندهید آن · ل، حساسیت برابر می تواند برای فرکانس های پایین تر برای خط LH به دست آورد که در مقایسه با معادل RH، نشان دادن برابر الکتریکی طول. این یک ویژگی جالب است، زیرا فرکانس های پایین تر به طور معمول ساده سخت افزار لازم برای ارزیابی خروجی سنسور. 2) حساسیت: حساسیت سنسور ملاک اصلی برای بسیاری از برنامه های کاربردی سنجش است. خط انتقال حسگرها در یک تغییر فاز انتقال تکیه می کنند، می شود آن را برای سازه های رزونانس بودند تغییر فاز مربوط به تغییر از FRES فرکانس رزونانس به دلیل φ = β (FRES، N) · L! = N · π، و یا آن را برای ارزیابی مستقیم غیر رزونانس از فاز انتقال φ = β · L. بنابراین، Ψ حساسیت سنسور داده شده به یک تغییر خازنی به طور مستقیم به خواص پراکندگی آن توسط Ψ = ∂β ∂C (1) 978-1-4244-8168-2 / 10 / $ 26،00 © 2010 IEEE 2166 IEEE SENSORS 2010 مربوط کنفرانس